Popülasyonun büyüklüğü (nüfusu) zaman içinde doğum, ölüm, göç gibi olaylarla değişebilir. Doğum ve içe göçler popülasyon büyüklüğünü artırırken ölüm ve dışa göçler popülasyon büyüklüğünü azaltır. Popülasyon büyüklüğündeki değişim, ölüm ve dışa göçlerin toplamının doğum ve içe göçlerin toplamından çıkarılmasıyla elde edilir.
Popülasyondaki doğum ve içe göçler toplamı, ölüm ve dışa göçlerin toplamından büyükse popülasyon büyüme eğilimindedir. Doğum ve içe göçler toplamı, ölüm ve dışa göçlerin toplamına eşitse dengeli bir popülasyondan küçükse küçülen bir popülasyondan söz edilir.
Demografi (nüfus bilimi), popülasyonun sahip olduğu bu yaşam istatistiklerini kullanarak popülasyonun zamanla nasıl değiştiğine yönelik açıklamalar getirir. Bunun için kullanılan hayat tabloları yaşam istatistiklerinin bir özetidir. Hayat tablolarında yaş grupları, bu yaş gruplarından diğer gruba geçerken hayatta kalanların oranı, ortalama yaşam süreleri gibi bilgiler belirtilir.
Türkiye İstatistik Kurumunun (TUİK) Türkiye’deki yıllık nüfuslar ve ölüm verileri kullanılarak geliştirdiği 2014-2016 yılları arasındaki yaşam süreleri Tabloda gösterilmiştir.
Tabloya göre doğuşta beklenen yaşam süresi Türkiye geneli için toplamda 78’dir. Genel olarak kadınlar erkeklere oranla daha uzun yaşamaktadır. Tabloya göre Türkiye’de 30 yaşında olan bir kişinin kalan yaşam süresi ortalama 49,6 yıl iken 50 yaşında olan bir kişinin kalan yaşam süresi ortalama 30,5 yıldır. Hayat tablolarının içinden bazı istatistiksel veriler grafikle gösterilebilir.
Yaş sütununda o yaş için hayatta kalan bireylerin sayısı grafiğe aktarıldığında hayatta kalma eğrileri elde edilir. Yukarıdaki tabloda hayatta kalma süreleriyle ilgili bir grafik oluşturulursa 2014-2016 yılları arasında Türkiye’de yaşayan insanların hayatta kalma eğrisi elde edilir.
Canlı popülasyonlarında üç tip hayatta kalma eğrisi görülür.
Tip I eğrisi, ergin dönemlerde yüksek hayatta kalma oranına sahip popülasyonları ifade eder. Yavru bakımı ve az sayıda yavrulama bu tip eğrinin görüldüğü popülasyonlarda karakteristiktir. İlk ve orta yaşlarda ölüm oranı düşüktür. Çoğu memelilerde görülen hayatta kalma eğrisi bu tiptir.
Tip II eğrisi, ölüm oranının sabit olduğu eğri tipidir. Çok yıllık bitkilerin, bazı kemirgenlerin, bazı omurgasızların, çoğu kuşların ve sürüngenlerin hayat eğrileri bu tiptedir.
Tip III eğrisi, hayatın erken döneminde bireylerin çoğunun ölümüyle sonuçlanan eğri tipidir. Bu tip hayat eğrisi görülen popülasyonlarda çok sayıda yavrulama eğilimi vardır. Çoğu böceklerde, pek çok deniz omurgasızlarında ve balıklarda görülen hayat eğrileri bu tiptedir.
İdeal koşullardaki popülasyonlarda kaynaklar bol olduğu sürece zamana bağlı olarak popülasyonun büyüklüğü sürekli artan geometrik bir artışla J tipi büyüme eğrisini oluşturur. Bu modelde popülasyondaki bireyler fizyolojik kapasitesi oranında üreyebilmektedir. Popülasyonun büyüklüğünü etkileyecek toplu ölümler, salgın hastalıklar, mevsimsel değişiklikler gibi nedenlerle birey sayısında ani azalışlar görülebilir. Bu durumda popülasyon tamamen ortadan kalkabilir ya da kalmayı başaran bireyler yeni büyüme eğrisi oluşturacak şekilde çoğalabilir.
Üretme çiftliklerinde çoğaltılan canlıların sayılarındaki artış J tipi büyüme eğrisi gösterir. Alabalık ve somon üretim çiftlikleri bu duruma örnek verilebilir. 1944’te Alaska’da küçük bir adaya bırakılan Ren geyikleri 20 yıl içinde doğal avcıları olmadığından ve besinin bol olmasından dolayı geometrik artışla çoğalmıştır. Popülasyonun yok olmasına sebep olan ise aşırı soğuk bir kış mevsimi olmuştur.
Thomas Malthus (Tomas Maltus) 1798’de yayınladığı kitabında insan popülasyonunun geometrik artış gösterdiğini bildiren teorisini yazmıştır. Bu teoriye göre insan popülasyonundaki nüfus artışı gelecekte yoksulluğa, açlığa ve ölüme yol açacaktır. Şimdilerde insanlar artan nüfusu besleyecek yiyeceğin üretim kapasitesini artırmanın bir yolunu bulmaya çalışmaktadır. Ancak çevreye verilen zarardan, kirlenmeden ve habitatların yok edilmesinden dolayı popülasyon büyümesi olumsuz etkilenmektedir.
Hiçbir popülasyon geometrik büyümeyi çok uzun süre devam ettiremez. Popülasyon yoğunluğu arttıkça popülasyonu oluşturan bireyler su ve yiyecek bulma, enerji, barınma gibi sorunlarla karşılaşır. Kaynakların tükenmesi doğum oranlarını düşürürken ölüm oranlarını artırır. Dolasıyla yaşama alanlarındaki kaynaklar sadece belirli sayıdaki popülasyonun bireylerini destekleyecek kapasitedir. Belirli bir alandaki maksimum popülasyon büyüklüğü taşıma kapasitesi olarak adlandırılır. Popülasyonun büyümesini sınırlandıran faktörlere ise çevre direnci adı verilir. Kaynaklar tükenmeye başladığında popülasyonun büyüme hızı yavaşlar ve büyüme eğrisi S tipi bir eğri hâlini alır.
S tipi büyümede 4 evre gözlenir. Birinci evre popülasyonun kuruluş evresidir (I). Bu evrede popülasyon ortama uyum sağlar ve birey sayısında artış görülür. İkinci evre olan logaritmik artış evresinde (II) birey sayısı geometrik dizi şeklinde artar. Birey sayısındaki artış popülasyon büyümesini sınırlandırır. Popülasyonun büyüme hızı yavaşlar. Büyüme hızındaki yavaşlamadan dolayı bu evreye negatif artış evresi denir (III). Popülasyon taşıma kapasitesine ulaşınca denge evresi (IV) gözlenir. Popülasyonun birey sayısındaki değişiklikler dengeyi bozar. Bir böcek popülasyonundaki S tipi büyümeye ait eğri örneği Grafikte verilmiştir.